超高性能注浆纤维水泥基材料力学性能研究

进行不同纤维率、不同纤维类型和不同纤维长度下注浆纤维水泥基材料(Slurry Infiltrated Fiber Cementitious Composites,SIFCC)的抗弯、抗压强度变化规律以及SIFCC的弯曲韧性研究。研究结果表明:在本文试验范围内,无论是废旧轮胎回收纤维还是端勾纤维,随着纤维率的增加,其对应SIFCC试件的抗压、抗弯强度均逐渐增加;同一纤维率下,掺端钩型纤维的试件的抗压、抗弯强度普遍高于掺回收纤维的试件的抗压、抗弯强度;且该条件下25 mm钢纤维相比13 mm钢纤维无论是在抗弯还是抗压方面的性能都有提高,因此在后续的SIFCC研究当中应尽量采用长纤维;弯曲韧性指数随着纤维率的提高而增大;针对弯曲韧性而言,在6%,8%和10%纤维率的范围内,8%纤维掺量的纤维利用效率最高。     

粉煤灰和硅灰对高强度纤维水泥基材料力学性能影响研究

基于纤维水泥基复合材料的发展和工程应用实际,探讨不同粉煤灰和硅灰掺量对高强度纤维水泥基材料抗压强度、抗折强度以及韧性的影响。研究结果表明:粉煤灰和硅灰的掺加会显著影响高强度纤维水泥基材料的力学性能,具体优化掺量为50%的粉煤灰和15%的硅灰可以使高强度纤维水泥基材料抗折强度增强到19.5 MPa,抗压强度提高至75.2 MPa,折压比达到0.26左右,比普通纤维混凝土在抗折和抗压强度上分别提高了35%和40%,折压比也提高了6%左右,说明该优化配合比能明显增强高强度纤维水泥基材料的抗压强度、抗折强度和韧性,可为该材料的工程应用提供参考。     

纤维水泥粉砂土受力性能试验研究

以宁夏银川市某道路路基填筑的粉砂性土为试验对象,分别对粉砂土、水泥粉砂土、纤维掺量分别为0.1%,0.2%,0.3%的粉砂土和水泥粉砂土进行了三轴试验研究,分析了纤维对粉砂性土力学参数的影响规律。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高粉砂性土的抗剪强度,为解决粉砂土路基路面开裂治理提供了理论参考。     

应变硬化水泥基复合材料柱偏压性能研究

ECC是一种具有假应变硬化特性和多裂缝开展机制的高性能纤维增强水泥基复合材料。将ECC替代混凝土用于建筑结构能有效避免因混凝土脆性导致的开裂和耐久性问题。对8根不同配筋率柱构件进行了偏心受压力学性能试验。结果表明,在同等条件下,偏心水平很高时,钢筋增强ECC(R/ECC)柱比钢筋混凝土(RC)柱具有更高承载力、延性、裂缝控制能力和损伤容限能力,且RC柱最终出现了明显的基体剥落现象,R/ECC柱由于纤维桥联作用始终未出现ECC剥落现象。RC柱的裂缝宽度在极限荷载时达到了2 mm。相比之下,R/ECC柱的最大裂缝宽度基本维持在60μm。在试验研究基础上提出了理论计算模型,和试验结果对比吻合良好。最后,通过参数分析,对比了RC柱与R/ECC柱的受压承载力-受弯承载力(N_u-M_u)相关曲线。     

水泥基纤维增强复合材料（FRC）发展应用综述

简要论述了钢纤维增强混凝土、玻璃纤维增强混凝土，以及碳纤维增强混凝土的发展、优点及应用概况，并由此提出了纤维增强混凝土今后的发展应用设想     

PVA纤维水泥基复合材料与钢筋黏结强度的试验研究

为了进一步在工程中应用PVA纤维水泥基复合材料,通过拉拔试验,研究PVA纤维水泥基复合材料抗拉强度、纤维体积掺量、钢筋锚固长度、相对保护层厚度对PVA纤维水泥基复合材料与钢筋平均黏结强度的影响。结果表明:PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度在纤维体积掺量为1.71%时最大;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对锚固长度的增加而减小;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对保护层厚度的增加而增加,但存在一个临界值,在4.19~5.75之间。最后回归得出了PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度计算公式,与试验值吻合较好。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩性能试验研究

聚丙烯纤维的掺入可显著地减小水泥稳定碎石的平均干缩系数;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤 维水泥稳定碎石干缩系数逐渐增加;高龄期的平均干缩系数比低龄期的小;在纤维体积掺量<1‰的范围内,随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数均逐渐减小.     

水泥基渗透结晶型防水砂浆研制与防水性能研究

制备一种水泥基渗透结晶型防水砂浆,通过降低水灰比、掺入硅灰、粉煤灰替代部分水泥作为胶凝材料达到降低成本和改善抗渗性能的目的,同时加入不同掺量活性化学物质并进行正交试验,以抗折及抗压强度与抗渗透压力(透水)作为主要指标确定防水材料最佳配比。结果表明,防水砂浆中活性物质可高效促进水泥水化,水化硅酸钙相对含量增加,胶凝态物质含量明显增多,晶体生长连续,结构更加密实;渗透结晶母料质量占胶凝材料质量最佳比例为：酒石酸0.3%、硅酸钠2%、氯化钙2%;用粉煤灰和硅灰代替部分水泥同样满足抗渗要求,且抗折、抗压强度有所提高。     

水泥基材料中倾斜钢纤维拔出性能数值模拟

在水泥基材料中加入钢纤维能够显著提升其受拉韧性和残余抗拉强度,探明单根钢纤维拔出机理是研究纤维增强水泥基复合材料及结构构件力学性能的前提条件。采用数值模拟方法,首先建立了水泥基材料中钢纤维倾斜角度为0°时的二维有限元模型,对纤维拔出性能进行了模拟。在此基础之上,考虑了倾斜纤维拔出时的基体剥落和挤压摩擦效应,建立了倾斜钢纤维拔出有限元模型。通过与已有单根纤维拔出试验结果对比,验证了上述模型的正确性。此外,探究了倾斜角度对纤维拔出性能的影响,结果表明,纤维倾斜角度在25°～30°之间时,纤维峰值拔出荷载最大。     

PVA纤维水泥基复合材料与钢筋黏结强度的试验研究北大核心

为了进一步在工程中应用PVA纤维水泥基复合材料,通过拉拔试验,研究PVA纤维水泥基复合材料抗拉强度、纤维体积掺量、钢筋锚固长度、相对保护层厚度对PVA纤维水泥基复合材料与钢筋平均黏结强度的影响。结果表明：PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度在纤维体积掺量为1.71%时最大;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对锚固长度的增加而减小;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对保护层厚度的增加而增加,但存在一个临界值,在4.19-5.75之间。最后回归得出了PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度计算公式,与试验值吻合较好。     

浇筑式沥青混凝土的原材料与配合比选择

原材料与配合比选择是影响浇筑式沥青混凝土物理力学性质的重要因素。通过对原材料进行分析比较,研究表明:对于选择胶凝材料沥青,要考虑沥青的物理特性及施工环境的影响;对于填料的选择,要综合考虑材料的亲水性系数及表面活性大小;对于粗细骨料的选择,要考虑到骨料的性质对技术性能的影响,通常要对粗骨料黏结力等级及细骨料的水稳定性进行评定,并且要求骨料级配良好。对浇筑式沥青混凝土配合比的选择,应优先采用最大密实度原则,其次可采用按粒径系数选定密实混合物的方法,并且浇筑材料要具有一定的流动性。     

地铁管片用玄武岩纤维增强水泥混凝土性能试验研究

为了研制高性能地铁管片,对两组不同长度的短切玄武岩纤维水泥混凝土、一组聚丙烯纤维水泥混凝土及一组普通混凝土性能进行了试验对比研究。结果表明:玄武岩纤维掺入混凝土中后,对抗拉和抗折强度影响不大;显著地提高了水泥混凝土的抗冲击、韧性、抗冻性能,水泥混凝土的干缩性能提高不显著,掺入体积率0.1%玄武岩纤维后混凝土疲劳寿命增加了3倍,冲击韧性增加了3倍,玄武岩纤维强化了混凝土材料的动态强度;玄武岩纤维的增强性能比聚丙烯纤维高,由于纤维分布形态不同长型(30 mm)玄武岩纤维的增强性能不及短型(18 mm)玄武岩纤维。玄武岩纤维作为一种新的加强纤维,增强水泥混凝土的性能尚需实际工程中应用进一步验证。     

聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土拉压性能试验研究

为研究纤维掺量、水泥掺量及养护龄期对聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土无侧限抗压强度及劈裂抗拉强度影响,进行纤维掺量为0～5％,增量0.5％,水泥掺量为10％,15％,20％和25％,养护龄期为7,14,28,60和90 d的抗压性能试验.研究结果表明:聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度及拉压比随着纤维掺量的...     

硅酸钠自修复微胶囊水泥基复合材料的制备与性能研究

为了提高水泥基材料的抗裂性和耐久性,以硅酸钠和膨润土为芯材,以乙基纤维素为壁材,采用物理法制备得到具有裂隙自修复功能的微胶囊。双掺固化剂和微胶囊,得到自修复水泥胶砂试件,研究新型微胶囊对试件的力学性能和表观性状影响。研究表明：微胶囊外壁完整地包裹住了芯材,且与胶砂试件的结合良好;微胶囊能够有效增强水泥砂浆的自修复性能,修复效果与微胶囊掺量和修复时间正相关;一定掺量的微胶囊能够提升水泥胶砂的抗压强度,结合自修复效果需求,微胶囊的推荐掺量为2%。     

不同种类纤维加筋水泥改良风积沙抗拉性能试验研究

为研究不同种类纤维对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度及峰值应变的影响,开展纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度试验。试验选用玄武岩纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维和聚酯纤维等4种常用纤维加筋水泥改良风积沙,水泥掺量为5%,纤维掺量为0,2‰,4‰,6‰,8‰,10‰和12‰,未掺纤维的水泥改良风积沙作为对照组。研究结果表明：纤维水泥改良风积沙应力应变曲线起始段近似线性增加,达到峰值强度后,峰后曲线缓慢下降,残余强度随着纤维掺量的增加而增大。聚丙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维和聚酯纤维加筋水泥改良风积沙劈裂抗拉强度最大值分别为77.65,67.86,64.49和63.41 kPa,峰值应变分别为1.05%,0.94%,0.82%和0.75%,对应的最优纤维掺量分别为8‰,8‰,4‰和6‰,而水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度为53.0 kPa,峰值应变为0.63%,与未掺纤维的水泥改良风积沙相比,聚丙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维和聚酯纤维加筋水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度的强度增强比为1.47,1.28,1.22和1.20,劈裂抗拉强度最优掺量下的延性指数分别为1.67,1.49,1.30及1.19,纤维增大了水...     

基于正交设计的水泥基注浆材料配比试验研究

应用正交设计方法,以水料比、硫铝酸盐水泥掺量、硅灰掺量定为3个因素,每个因素设置了3个影响水平,按照正交表共计设计9组配比方案,并经由试验得到不同配比下注浆材料的出机流动度、90 min流动度、12 h抗压强度、1 d抗压强度、28 d抗压强度。采用极差分析,确定各影响因素敏感性,绘制直观分析图反映各因素对注浆材料流动度、抗压强度的影响,分析了各因素对注浆材料性能的影响规律。试验结果表明:当水料比为0.19,硫铝酸盐水泥掺量为13%,硅灰掺量为7%时水泥基注浆材料浆体出机流动度为385 mm,90 min流动度为350 mm,12 h抗压强度为4.8 MPa,1 d抗压强度为23.3 MPa,28 d抗压强度为86.9 MPa,均满足技术要求。     

基于服务网络的综合快运方案优化

为更好地满足快运货物运输的时效性需求,构造运输服务—编组单元—货流3层动态服务网络,描述快捷运输的货物集结、在途运输和中转作业流程;以运输企业收益最大化为目标函数,将货主对于时效性等因素的要求作为广义成本和惩罚费用在运输企业收益内扣除,以运输能力和流量平衡等为约束条件,建立综合快运方案优化模型。为保证模型的求解效率与求解精确度,设计2阶段遗传算法进行求解。以某铁路局集团公司管内铁路快运列车运行线路及所辖区域内主要干线公路构成的公铁联运网络为例,验证模型及算法的合理性和有效性。结果表明:优化后的综合快运方案,使不同运输方式间的中转接续更协调顺畅,运输总成本降低17.9%,运输企业收益提高35.6%。     

泵送聚丙烯纤维混凝土配合比设计及工作性能优化

聚丙烯纤维混凝土具有抗折强度高、抗裂性能好、抗疲劳及耐磨损性能优等特点,目前普遍应用于桥梁工程混凝土路面及房建工程地下室底板、顶板等部位。但是由于聚丙烯纤维的加入,导致混凝土粘聚性大幅提高,工作性能下降,不再适应于泵送施工工艺,使其应用范围受到大幅限制。本文以某新建铁路联络线工程为依托,结合施工中遇到的实际困难及问题,对泵送聚丙烯纤维混凝土配合比的设计及工作性能优化进行分析探讨,并对适用于聚丙烯纤维混凝土外加剂复配技术进行总结。     

基于数据分析的列车性能优化系统

在英国运营商Merseyrail的支持下,Angel Trains公司和Fishbone Solutions公司开发了一种计算机系统,通过分析监测数据能够对列车的状态和性能进行评估。     

原材料对铁路货车弹簧疲劳性能的影响

通过对铁路货车转向架簧进行疲劳性能试验的比较，结合目前该弹簧的使用现状，分析了原材料对弹簧疲劳性能的影响，提出了采用表面磨光及严格控制材料冶炼成分的工艺措施。